Milepæl på vej til at tænde verdens største superledende lineære accelerator

Den internationale røntgenlaser European XFEL har nået en af ​​sine sidste store milepæle på vejen til videnskabelig brugerdrift. DESY har med succes bestilt partikelacceleratoren, som driver røntgenlaseren i hele sin længde.

Accelererede elektroner har passeret gennem hele 2.1 km længden af ​​acceleratortunnelen. I det næste trin, elektronernes energi vil blive hævet yderligere, før de sendes ind i et magnetisk slalomafsnit, hvor det klare røntgenlaserlys vil blive genereret. Denne første lasning er planlagt til maj. DESY er den største aktionær i den europæiske XFEL og er ansvarlig for konstruktionen og driften af ​​den superledende lineære accelerator.

"Den europæiske XFEL's partikelaccelerator er den første superledende lineære accelerator af denne størrelse i verden, der blev taget i brug. Med idriftsættelsen af ​​denne komplekse maskine, DESY og europæiske XFEL-forskere har lagt kronen på deres 20-årige engagement i at udvikle og bygge dette store internationale projekt. De første forsøg er inden for rækkevidde, og jeg er ret begejstret for de opdagelser, der venter os ", siger formand for DESY's bestyrelse Helmut Dosch. "Jeg er usædvanligt glad for at nå frem til denne milepæl og lykønsker alle involverede med det fremragende arbejde og deres store ihærdighed."

Formand for European XFEL Management Board Robert Feidenhans'l siger:"Den vellykkede idriftsættelse af speederen er et meget vigtigt skridt, der bringer os meget tættere på starten af ​​brugerdriften i efteråret. Under ledelse af DESY, Accelerator -konsortiet, bestående af 17 forskningsinstitutter, har gjort et fremragende stykke arbejde i de sidste år. Jeg takker alle involverede kolleger for deres arbejde, hvilket indebar en stor knowhow og præcision, men også meget personligt engagement. Acceleratoren er et fremragende eksempel på vellykket globalt samarbejde, omfattende forskningsfaciliteter, institutter, og universiteter sammen med virksomheder, der producerede visse komponenter. "

Den europæiske XFEL er en røntgenlaser af superlativer:Forskningsfaciliteten vil producere op til 27.000 røntgenlaserblink pr. hver så kort og intens, at forskere kan lave billeder af strukturer og processer på atomniveau.

Anlæggets superledende partikelaccelerator, som nu er operationel i hele sin længde, er nøglekomponenten i den 3,4 km lange røntgenlaser. Acceleratorens superledende TESLA -teknologi, som blev udviklet i et internationalt samarbejde ledet af DESY, er grundlaget for den unikke høje hastighed af røntgenlaserblink. Superledning betyder, at acceleratorens komponenter ikke har nogen elektrisk modstand. For det, de skal afkøles til ekstremt lave temperaturer.

Fra december til januar, acceleratoren blev afkølet til dens driftstemperatur på -271 ° C. Den såkaldte elektroninjektor og første sektion af hovedacceleratoren gik derefter i drift, omfattende i alt 18 af 98 samlede acceleratormoduler. Inden for dette afsnit, elektronbundterne blev både accelereret og komprimeret tre gange, ned til 10 mikrometer (en tusindedel af en millimeter). Endelig, holdet tog acceleratorens tredje sektion i drift. I øjeblikket, elektronerne når en energi på 12 gigaelektronvolt (GeV), og i regelmæssig drift, en energi på op til 17,5 GeV er planlagt.

"Energien og andre egenskaber ved elektronbundterne er allerede inden for det område, hvor de vil være under første brugeroperation", siger DESY fysiker Winfried Decking, der leder idriftsættelsen af ​​den europæiske XFEL -accelerator.

Koordinationen af ​​acceleratorens unikke komponenter og styringen af ​​elektronstrålen vil nu blive testet intensivt, før de accelererede elektroner bliver tilladt i følgende afsnit:de op til 210 m lange særlige magnetiske strukturer kaldet undulators. Der, ultralette røntgenlaserblink genereres. Videnskabelige forsøg skulle begynde i efteråret.

Den superledende partikelaccelerator for den europæiske XFEL blev bygget i løbet af de sidste syv år gennem et internationalt konsortium, under ledelse af DESY, sammensat af følgende forskningsinstitutter:CEA og CNRS i Frankrig; INFN i Italien; IFJ-PAN, NCBJ, og Wroc? aw University of Technology i Polen; Budker Institute, Institut for Højenergifysik, Institut for Kernforskning, og NIIEFA i Rusland; CIEMAT og Universidad Politécnica de Madrid i Spanien; Manne Siegbahn -laboratoriet, Stockholms universitet, og Uppsala Universitet i Sverige; og Paul Scherrer -instituttet i Schweiz.